Presenta en la UDEM avances de la astrofísica antártica

Juan Carlos Díaz Vélez, profesor de la University of Wisconsin-Madison e integrante del equipo que obtuvo el Premio Nobel de Física 2026 otorgado a Francis Halzen por descubrir neutrinos extragalácticos en la Antártida, impartió la charla IceCube: 15 años en la vanguardia de la astrofísica de partículas

Cuando un neutrino de alta energía atravesó el hielo y produjo destellos luminosos, reveló partículas procedentes de rincones lejanos del universo: este hallazgo histórico fundamentó las actividades científicas que posteriormente obtuvieron un Premio Nobel y que fueron compartidas por Juan Carlos Díaz Vélez en la Universidad de Monterrey. 

El profesor de la University of Wisconsin-Madison impartió la charla IceCube: 15 años en la vanguardia de la astrofísica de partículas el miércoles 4 de noviembre a mediodía en el Observatorio Astronómico UDEM, dentro del programa del 7th Cosmic Ray Anisotropy Workshop, celebrando el Premio Nobel de Física 2026 otorgado a Francis Halzen por descubrir neutrinos extragalácticos en la Antártida. 

Para multiplicar la tasa de detección de eventos de mayor energía, los investigadores planean construir un nuevo complejo instrumental diez veces más grande que la instalación actual en el Polo Sur.

"Necesitamos un detector más grande, y la propuesta es hacer un detector diez veces el tamaño de IceCube, que pueda detectar una tasa mucho mayor de neutrinos y de mayor energía", afirmó Díaz Vélez.

El equipo logró en 2023 cartografiar por primera vez las emisiones difusas procedentes del plano galáctico de la Vía Láctea, generadas cuando los rayos cósmicos chocan contra nubes de materia.

"Estos no provienen de un agujero negro, de un objeto en particular, sino que provienen de un campo difuso de rayos cósmicos que producen neutrinos", explicó el investigador.

Mediante el cruce de modelos teóricos y datos energéticos, el observatorio identificó en 2022 una fuente fija y continua de partículas asociada al núcleo activo de la galaxia Messier 77.

"Para hacer este estudio de mejor forma, tenemos que identificar a priori direcciones candidatas que deberían producir neutrinos; ahí ya se vuelve significativo el resultado", declaró Díaz Vélez sobre la técnica.

La detección puntual de un neutrino de alta energía en 2018 activó una alerta satelital internacional que movilizó a diversos observatorios terrestres para apuntar simultáneamente hacia un hoyo negro supermasivo.

"En cuanto se detectó este evento, tenemos un sistema que alerta a otros observatorios; se manda la información por satélite y todos los telescopios en la Tierra se ponen a mirar", indicó.

El hallazgo pionero en 2013 de dos eventos bautizados como Enrique y Beto, con energías del orden de petaelectrovoltios, confirmó formalmente la existencia de neutrinos de origen astrofísico en la Antártida.

"Detectamos dos de ellos, de similar energía, y los dos neutrinos de origen cósmico, por lo cual los estudiantes que lo detectaron los denominaron Ernie y Bert", recordó Díaz Vélez.

Para descartar las señales atmosféricas producidas por muones, los científicos emplean la masa terrestre como filtro natural y utilizan el perímetro externo del detector como capa de veto.

"La capa exterior de IceCube la usamos para vetar cualquier evento que viene de fuera, buscando eventos que inicien dentro del detector para diferenciar el tipo de neutrino", explicó.

El paso de las partículas secundarias por el medio transparente genera un cono de radiación lumínica azulada cuya propagación física equivale al estallido acústico producido por aviones supersónicos.

"Esta luz se puede detectar con sensores y es análoga a lo que se produce con la condensación de un jet que viaja a velocidad superior a la del sonido", detalló.

Los antecedentes de esta rama científica se remontan a 1930, cuando se formuló la hipótesis sobre una partícula neutra e indetectable para justificar la conservación de energía en reacciones nucleares.

"Wolfgang Pauli propuso que existiera una partícula invisible que no tenía carga eléctrica y era casi imposible de detectar, llamada neutrino por su neutralidad, haciendo una predicción difícil de comprobar", relató.

El laboratorio polar trasciende la física de partículas al abarcar estudios glaciológicos, tomografía terrestre y materia oscura mediante una red internacional integrada por cientos de investigadores globales.

"IceCube no es solo el trabajo de Francis Halzen, es una colaboración internacional bastante grande que incluye a 450 científicos alrededor del mundo en diversos institutos", apuntó Díaz Vélez.